如图所示,灯L标有“6V 3W”字样,电源电压恒为6V,定值电阻R=6Ω,设灯L的阻值不随温度变化而变化.求
(1)灯L正常发光时的电阻是多少?
(2)只闭合S1、S3时,电阻R在60s内产生的热量是多少?
(3)要使整个电路消耗的电功率最小(且电路电流不为0),各开关的合闭情况应如何?此时的最小电功率为多少?
解析:
(1)灯泡正常发光时的电阻:
RL=
UL2
=
(6V)2
=12Ω
PL
3W
(2)只闭合S1、S2时,原电路等效电路为电阻R和灯泡L的并联电路。所以电阻R两端的电压及其产生的热量分别为:
UR=U=6V
Q=W=
UR2
t=
×60s=360J
R
6Ω
(3)在电流不为零时,欲使整个电路的电功率最小,即使电路的总电阻最大,也即两电阻串联。此时总电阻和总功率分别为:
R总=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω
P=
U2
=2W
R总
18Ω
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